转炉煤气回收控制系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种转炉煤气回收控制系统，包括：三通阀；单线圈三通电磁阀，在线圈得电状态下控制三通阀进行煤气回收，在线圈失电状态下控制三通阀进行煤气放散；第一可编程逻辑控制器、电磁阀防爆控制箱和第二可编程逻辑控制器，向单线圈三通电磁阀发送控制信号，以控制三通阀的操作。本实用新型专利技术改变了转炉煤气回收三通电磁阀的型号规格及其控制方式，有效避免了在PLC死机或者系统掉电的情况下煤气柜的煤气倒灌回来的危险，保证了煤气回收的安全和效果。本实用新型专利技术解决了转炉煤气回收防止煤气倒灌的难题，在设计上有着重大的进步。本实用新型专利技术提高了转炉煤气回收的安全性、可靠性、稳定性，而且改造费用低，经济效益显著，安全效益重大。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术通常涉及转炉煤气回收控制系统，尤其涉及攀钢提钒炼钢厂1#、2#、3#转炉的煤气回收控制系统。
技术介绍
1#、2#、3#转炉煤气回收控制系统于2010年I月份建成并投入使用，转炉煤气回收系统是转炉炼钢工艺中的主要设备，是转炉煤气回收过程中的重要环节，其煤气回收的原理是通过激光检测仪器检测风机出口炉气的煤气含量及氧气含量(02 < 1%，C0 > 25% )。转炉在炼钢生产的吹炼过程中要产生大量的烟气(含有煤气)，通过风机抽风的作用将烟气从烟罩进入管道，再进入净汽化系统(冷却、洗涤等作用)，然后进入风机入口管道，再进入风机出口管道。图I是示出现有的转炉煤气回收控制系统的控制流程示意图。如图I所示，当满足煤气回收条件时，操作人员通过操作画面发出指令，通过PLC接收操作指令，将指令信号发送到电气室的继电控制柜，继电控制柜再将指令信号发送到现场专用的电磁阀防爆控制箱，由控制箱内部的继电控制系统控制电磁阀的动作。图2是示出根据转炉煤气回收、放散管道的示意性框图。图2中的参考标号所指示的元件的说明如下201——转炉202—烟罩203—一净汽化系统204—风机205—一旁通阀206—一通阀放散侧207—一通阀回收侧208—水封逆止阀209—U型水封210—双闸板水封阀211—煤气柜212—一放散塔如图2中所示，当电磁阀动作之后，将水封逆止阀打开、三通阀回收侧打开、三通阀放散侧关闭、旁通阀关闭(旁通阀在事故的情况下才打开)，转炉煤气通过三通阀回收侧、水封逆止阀、U型水封(非检修时不注水)、双闸板水封阀(非检修时常开)以及煤气主管道后进入攀钢能动中心的8万立方米的煤气柜里；反之，水封逆止阀关闭、三通阀放散侧打开、三通阀回收侧关闭，转炉煤气则进入攀钢提钒炼钢厂的60米放散塔燃烧。图3是示出现有的转炉煤气回收控制系统的原理示意图。图3中的参考标号所指示的元件的说明如下I——-闸阀(气源总阀)2——-截止阀3——手动球阀4. 1-手动球阀4. 2—手动球阀4. 3—手动球阀5——-空气过滤器6-减压阀7——-油雾器8——手动球阀9——单向T流阀10—一双线圈水封逆止快速电磁阀(三位五通)11—一金属软管12—水封逆止阀13—一双线圈水封逆止慢速电磁阀(二位五通)14. 1-—单线圈水封补水电磁阀(二位五通)14. 2-—单线圈放散冲洗电磁阀(二位五通)14. 3-—单线圈回收冲洗电磁阀(二位五通)14. 4-—单线圈旁通冲洗电磁阀(二位五通)15—水封补水阀16. 1-—双线圈三通电磁阀(二位五通)16. 2-—双线圈旁通电磁阀(二位五通)17—一旁通阀18—一三通阀19—一压力变送器20. 1-放散冲洗阀20. 2-回收冲洗阀20. 3-—旁通冲洗阀如图3中所示，总气源根据气源总阀I而被供给到1#转炉、2#转炉和3#转炉的煤气回收控制系统，在图3中示例性地示出了 1#转炉的煤气回收控制系统。参照图3，气源(氮气)通过闸阀(气源总阀)I经过多个支管，从而被分别提供到1#转炉煤气回收控制系统以及2#、3#转炉煤气回收控制系统用气。以1#转炉为例，氮气通过闸阀(气源总阀)I到截止阀2，再到手动球阀4. I，再通过空气过滤器5过滤气体中的杂质，再通过减压阀6减压，再通过油雾器7(向管道内喷油雾，给电磁阀阀芯提供润滑)，到三个支管。一个支管通过手动球阀4. 2后又分别到两路支管，一路通过单线圈旁通冲洗电磁阀14. 4控制旁通冲洗阀20. 3 ;另一路通过双线圈旁通电磁阀16. 2控制元件17。一个支管通过元件4. 3后又分别到三路支管，一路通过元件16. I控制旁通阀18 ;另一路通过单线圈放散冲洗电磁阀14. 2控制放散冲洗阀20. I ;再一路通过单线圈回收冲洗电磁阀14. 3控制回收冲洗阀20. 2。一个支管通过手动球阀8后又分别到两路支管，一路通过单线圈水封补水电磁阀14. I控制水封补水阀15 ;另一路通过单向节流阀9调节气体流量后，再通过双线圈水封逆止快速电磁阀10和双线圈水封逆止慢速电磁阀13控制水封逆止阀12。另外，气体可以通过手动球阀3，用压力变送器19可以来检测管道内气体的压力。为了简明起见，下面仅针对三通阀18来说明现有的转炉煤气回收控制系统的具体操作。手动球阀4. 3平时一直常开，且在处理故障或进行设备检查用来切断气源。双线圈三通电磁阀16. I包括电磁铁阀芯、一个回收线圈和一个放散线圈。三通阀18包括双汽缸，例如，一个回收汽缸和一个放散汽缸。控制气源(氮气)通过手动球阀4. 3进入双线圈三通电磁阀16. I。当煤气回收时，双线圈三通电磁阀16. I的回收线圈得电，通过其电磁铁阀芯进行气体换相，使控制气源打开。此时，氮气向三通阀18的回收汽缸供气，回收汽缸开始动作。通过极限检测回收汽缸动作到位后，此时，处于煤气回收状态。当煤气放散时，双线圈三通电磁阀16. I的放散线圈得电，通过其电磁铁阀芯进行气体换相，使控制气源打开，此时，氮气向三通阀18的放散汽缸供气，放散汽缸开始动作。通过极限检测放散汽缸动作到位后，此时，处于煤气放散状态。当转炉煤气正在回收时，双线圈三通电磁阀16. I的回收线圈处于得电状态，放散线圈处于失电状态。若此时出现诸如转炉系统掉电或控制煤气回收系统的可编程逻辑控制器(PLC)死机等的故障，那么双线圈三通电磁阀16. I的回收线圈会掉电并因此处于失电状态，转炉一次风机也会掉电并因此停转，双线圈三通电磁阀16. I的放散线圈处于失电状态。因为双线圈三通电磁阀16. I的弊端是不能自动切换气体而是靠其电磁铁阀芯进行气体换相，所以在此时，三通阀18将停留在煤气回收位置，而且现场的双闸板水封阀、水封逆止阀均处于回收状态，使煤气管道形成了一条通路。如果诸如转炉系统掉电或控制煤气回收系统的PLC死机等的故障处理不及时，或者操作人员到现场手动关闭双闸板水封阀不及时，则煤气柜的压力将会高于转炉一次风机出口侧的压力，从而会导致8万立方米的煤气柜的煤气倒灌回来的危险。随着攀钢产能的不断提高，1#、2#、3#转炉煤气回收的效率越来越高，对转炉煤气回收系统的安全要求也越来越高。由于设计上存在缺陷，如果1#、2#、3#转炉煤气正在回收时，若此时转炉系统掉电或控制煤气回收系统的PLC死机，那么双闸板水封阀、水封逆止阀、三通阀均处于回收状态，一次风机掉电停转，煤气柜的压力将会高于风机出口侧的压力，从而会发生8万立方米的煤气柜的煤气倒灌回来的危险。不但影响1#、2#、3#转炉煤气回收的效率，而且还会出现煤气中毒或爆炸的重大安全事故。现有1#、2#、3#转炉煤气回收系统存在的缺陷和问题如下I、由于三通阀的控制电磁阀采用的是K2OT2-40A型号的双线圈电磁阀，在PLC死机或者系统掉电状态下，无法进行气路切换，三通阀18将保持原有的状态，如果是放散状态，煤气将通过放散塔燃烧；如果是回收状态，双闸板水封阀、水封逆止阀、三通阀均处于回收状态，一次风机掉电停转，煤气柜的煤气将倒灌回来。2、现场有一套防止煤气倒灌的临时措施，是一套UPS电源和报警装置，但是，当报警时，操作人员需要确认生产的状态和报警的真实性，再按下报警装置上的急停按钮，使UPS电源给双线圈三通电磁阀供电，为了安全起见，还需要操作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转炉煤气回收控制系统，其特征在于，所述转炉煤气回收控制系统包括：三通阀，三通阀包括煤气入口、煤气回收口和煤气放散口，煤气入口接收从转炉回收的气体，煤气回收口连接到转炉煤气回收柜，煤气放散口连接到转炉煤气放散塔；单线圈三通电磁阀，单线圈三通电磁阀包括单个线圈和电磁铁阀芯，单线圈三通电磁阀在线圈得电状态下控制三通阀连通煤气入口和煤气回收口，以进行煤气回收，单线圈三通电磁阀在线圈失电状态下控制三通阀连通煤气入口与煤气放散口，以进行煤气放散；第一可编程逻辑控制器，第一可编程逻辑控制器根据从外部输入的信号来产生用于控制所述转炉煤气回收控制系统的操作的控制信号；第二可编程逻辑控制器，第二可编程逻辑控制器从第一可编程逻辑控制器经电磁阀防爆控制箱接收用于控制所述转炉煤气回收控制系统的操作的控制信号，以产生用于控制单线圈三通电磁阀的操作的控制信号，从而单线圈三通电磁阀根据从第二可编程逻辑控制器接收的用于控制单线圈三通电磁阀的操作的控制信号来控制三通阀的操作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙鹏，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢钒有限公司，
类型：实用新型
国别省市：